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1、工作原理:
在單反數(shù)碼相機(jī)的工作系統(tǒng)中,光線透過鏡頭到達(dá)反光鏡后,折射到上面的 對焦屏并結(jié)成影像,透過接目鏡和五棱鏡,我們可以在觀景窗中看到外面的景物。 與此相對的,一般數(shù)碼相機(jī)只能通過LCD屏或者電子取景器(EVH看到所拍攝的 影像。顯然直接看到的影像比通過處理看到的影像更利于拍攝。
在DSLRt攝時,當(dāng)按下快門鈕,反光鏡便會往上彈起,感光元件(CCD CMOS 前面的快門幕簾便同時打開,通過鏡頭的光線便投影到感光原件上感光,然后后 反光鏡便立即恢復(fù)原狀,觀景窗中再次可以看到影像。單鏡頭反光相機(jī)的這種構(gòu) 造,確定了它是完全透過鏡頭對焦拍攝的,它能使觀景窗中所看到的影像和膠片 上永遠(yuǎn)一樣,
2、它的取景范圍和實際拍攝范圍基本上一致,十分有利于直觀地取景 構(gòu)圖。
主要特點:
單反數(shù)碼相機(jī)的一個很大的特點就是可以交換不同規(guī)格的鏡頭, 這是單反相
機(jī)天生的優(yōu)點,是普通數(shù)碼相機(jī)不能比擬的。
另外,現(xiàn)在單反數(shù)碼相機(jī)都定位于數(shù)碼相機(jī)中的高端產(chǎn)品,因此在關(guān)系數(shù)碼 相機(jī)攝影質(zhì)量的感光元件(CCD CMOS的面積上,單反數(shù)碼的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普 通數(shù)碼相機(jī),這使得單反數(shù)碼相機(jī)的每個像素點的感光面積也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通數(shù)碼 相機(jī),因此每個像素點也就能表現(xiàn)出更加細(xì)致的亮度和色彩范圍,使單反數(shù)碼相 機(jī)的攝影質(zhì)量明顯高于普通數(shù)碼相機(jī)。
感光器件
提到數(shù)碼相機(jī),不得不說到就是數(shù)碼相機(jī)的心臟一一感光器件。與傳統(tǒng)
3、相機(jī)相比,傳統(tǒng)相機(jī)使用 “膠卷”作為其記錄信息的載體,而數(shù)碼相機(jī)的“膠卷”就是其成像感光器件,而且是與相機(jī)一
體的,是數(shù)碼相機(jī)的心臟。感光器是數(shù)碼相機(jī)的核心, 也是最關(guān)鍵的技術(shù)。數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展道路,
可以說就是感光器的發(fā)展道路。 目前數(shù)碼相機(jī)的核心成像部件有兩種: 一種是廣泛使用的 CCD電
荷藕合)元件;另一種是 CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體)器件。
電荷藕合器件圖像傳感器 CCD (Charge Coupled Device),它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制
成,能把光線轉(zhuǎn)變成電荷,通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,數(shù)字信號經(jīng)過壓縮以后由 地
內(nèi)部的閃速 存儲器或內(nèi)置 硬盤卡
4、保存,因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī),并借助于計算 機(jī)的處理手段,根據(jù)需要和想像來修改圖像。 CCD由許多感光單位組成,通常以百萬像素為單位。
當(dāng)CC球面受到光線照射時,每個感光單位會將電荷反映在組件上,所有的感光單位所產(chǎn)生的信 號加在一起,就構(gòu)成了一幅完整的畫面。
CCD
CCD和傳統(tǒng)底片相比,CCD更接近于人眼對視覺的工作方式。 只不過,人眼的視網(wǎng)膜是由
負(fù)責(zé)光強(qiáng)度感應(yīng)的桿細(xì)胞和色彩感應(yīng)的錐細(xì)胞,分工合作組成視覺感應(yīng)。 CCD經(jīng)過長達(dá)35年的
發(fā)展,大致的形狀和運作方式都已經(jīng)定型。 CCD的組成主要是由一個類似馬賽克的網(wǎng)格、聚光鏡
片以及墊于最底下的電子線路矩陣所組
5、成。 目前有能力生產(chǎn) CCD的公司分別為:SONY Philips 、
Kodak、Matsushita、Fuji 和 Sharp ,大半是日本廠商。
CCD結(jié)構(gòu)
微型鏡頭
分色派色片
9l
CCD結(jié)構(gòu)
目前主要有兩種類型的 CCD光敏元件,分別是線性CCD和矩陣性CCD線TCCD用于高分 辨率的靜態(tài)照相機(jī),它每次只拍攝圖象的一條線,這與平板掃描儀掃描照片的方法相同。 這種CCD 精度高,速度慢,無法用來拍攝移動的物體,也無法使用閃光燈。
CCD圖像傳感器
硅氧化物半導(dǎo)體器件 應(yīng)用比較廣泛 制造工藝成熟 成品率低成本高
CCD寺點
矩陣式CCD它的每一
6、個光敏元件代表圖象中的一個像素, 當(dāng)快門打開時,整個圖象一次 同時曝光。通常矩陣式 CCD用來處理色彩的方法有兩種。一種是將彩色濾鏡嵌在 CCD1陣中,相 近的像素使用不同顏色的濾鏡。典型的有 G-R-G-B和C-Y-G-M兩種排列方式。這兩種排列方式成 像的原理都是一樣的。在記錄照片的過程中,相機(jī)內(nèi)部的微處理器從每個像素獲得信號,將相鄰 的四個點合成為一個像素點。該方法允許瞬間曝光,微處理器能運算地非??臁_@就是大多數(shù) 整
出目機(jī)CCD勺成像原理。因為不是同點合成,其中包含著數(shù)學(xué)計算,因此這種 CCD最大的缺陷是
所產(chǎn)生的圖象總是無法達(dá)到如刀刻般的銳利。
CMOS
互補(bǔ)性氧化金
7、屬半導(dǎo)體 CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor )和 CCg
樣同為在數(shù)碼相機(jī)中可記錄光線變化的半導(dǎo)體。 CMOS勺制造技術(shù)和一般計算機(jī)芯片沒什么差別,
主要是利用硅和錯這兩種元素所做成的半導(dǎo)體,使其在 CMOSt共存著帶N (帶-電) 和P (帶+
電)級的半導(dǎo)體,這兩個互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。然而, CMOS
的缺點就是太容易出現(xiàn)雜點,這主要是因為早期的設(shè)計使 CMOSE處理快速變化的影像時,由于
電流變化過于頻繁而會產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。
CMOS
像傳感器
互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件
8、耗電省
制造成本相對低廉
噪聲大
色彩還原略遜于CCD
CMS盼像傳感器的餓點已經(jīng)有根大的改 進(jìn),已被新型高檔專業(yè)級數(shù)字單反相機(jī)析采用)
CMO賽點
除了 CC■口 CMO之外,還有富士公司獨家推出的 SUPER CCD SUPER CC芹沒有采用常
規(guī)正方形二極管,而是使用了一種八邊形的二極管,像素是以蜂窩狀形式排列,并且單位像素的 面積要比傳統(tǒng)的 CCD大。將像素旋轉(zhuǎn) 45度排列的結(jié)果是可以縮小對圖像拍攝無用的多余空間, 光線集中的效率比較高,效率增加之后使感光性、信噪比和動態(tài)范圍都有所提高。
CCD1 pjxB-l
Sw|Mr CCD I口2uf
傳統(tǒng)CCD中的
9、每個像素由一個二極管、控制信號路徑和電量傳輸路徑組成。 SUPER CCD
采用蜂窩狀的八邊二極管, 感光二極管就有更多的空間。 高,也就是說在同一尺寸下, 信噪比和動態(tài)范圍都有所提高
原有的控制信號路徑被取消了, 只需要一個方向的電量傳輸路徑即可,
SUPER CCD^排列結(jié)構(gòu)上比普通 CCD要緊密,此外像素的利用率較
SUPER CCD勺感光二極管對光線的吸收程度也比較高,使感光度、
那為什么SUPER CCD勺輸出像素會比有效像素高呢?我們知道 CCD對綠色不很敏感,因
此是以G- B- R- G來合成。各個合成的像素點實際上有一部分真實像素點是共用,因此圖象質(zhì) 量與理想狀態(tài)有一定差距,這就是為什么一些高端專業(yè)級數(shù)碼相機(jī)使用 3CCD分別感受RGB三色
光的原因。而 SUPER CCDS過改變像素之間的排列關(guān)系,做到了 R、G、B像素相當(dāng),在合成像
素時也是以三個為一組。因此傳統(tǒng) CCD^四個合成一個像素點,其實只要三個就行了,浪費了一
個,而SUPER CC就發(fā)現(xiàn)了這一點,只用三個就能合成一個像素點。也就是說, CC血4個點合
成一個像素,每個點計算 4次;SUPER CCDt 3個點合成一個像素,每個點也是計算 4次,因此
SUPER CCDa素的利用率較傳統(tǒng) CCD高,生成的像素就多了。